Materia: maquinas eléctricas

Hoja 2 de 6
El alternador trifasico
Objetivos
a) Obtener la curva de saturación en vacio del alternador.
b) Las características de corto circuito en el alternador.

Resumen teórico
Los términos de generador de corriente alterna o alternador se utilizan en ingeniería en forma distinta. Los alternadores, son la fuente mas importante de generación de energía eléctrica. Los alternadores generan una tensión de c.a. cuya frecuencia depende de la velocidad de rotación. La tensión generada depende de la velocidad de la excitación del campo en c.c. y el factor de potencia de la carga. Si se mantiene la velocidad constante y se aumenta la excitación de campo c.c, aumentara el flujo magnético y por lo tanto la tensión de salida en proporción directa. Con aumentos progresivos en la intensidad de corriente de campo de c.c. el flujo llegara a un valor en que satura el hierro del alternador.

La saturación del hierro significa que para un incremento en la intensidad decorriente del campo de c.c. sera imperceptible el aumento del flujo. Para conocer el grado de saturación se pueden medira la tensión generada y que esta se relaciona directamente con la intensidad del flujo magnético.
Las fases del alternador estan espaciadas mecanicamente a intervalos idénticos unas de otras y por lo tanto las tensiones generadas respectivamente estan desfasadas entre si 120 grados eléctricos.
Cuando el alternador genera su tensión nominal de salida se somete a un corto circuito, apareceran momentaneamente una intensidad de corriente muy grande. Si el corto circuito persiste las grandes intensidades de corriente disminuiran rapidamente a valores seguros.
Partes y equipo requerido
DESCRIPCIÓN
N° DE PARTE
Fuente de alimentación
FA-5002
Generador-motor síncrono
ME-5010
Motor de inducción- trifasico rotor jaula ardilla
ME-5008
Sistema de sincronización
MC-5025
Panel de instrumentos
MA-5038-SA
Tacómetro manual
RPM-5028
Cables de conexión
WIR-5029
Banda
BD-5030

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Procedimientos
1 conecte el circuito de la figura 19-1 usando el generador –motor síncrono motor jaula de ardilla, fuente de alimentación e instrumentación. Se utiliza el motor trifasico de jaula de ardilla para impulsar el generador motor síncrono como alternador de tal manera que se considera una velocidad constante. El motor dejaula de ardilla va conectado a la salida fija de c.a. de 220 V c.a. 3φ. El rotor del alternador va conectado a la salida variable de 0-140 Vc.c.







a) Acople el motor de la jaula de ardilla al alternador con la banda.
b) Ajuste el reóstato de campo del alternador a su posición extrema moviendo el control en sentido contrario de las manecillas del reloj (para una resistencia cero).
c) La perilla de control de tensión de la fuente todo en sentido contrario de las manecillas del reloj (para una tensión de c.c. igual a cero).
3.-
a) Conecte la fuente de alimentación. Arranque el motor.
b) Al ser cero la excitación de c.c., mida y anote V1, V2 y V3.
V1= 8Vc.a. V2= 8Vc.a. V3= 8Vc.a.
c) Explique por qué se genera la tensión de c.a. cuando no hay excitación de c.c
Esto es a consecuencia del material del rotor, ya que este esta magnetizado genera un pequeño voltaje inducido.

Si el motor cuenta con un interruptor en el rotor, ciérrelo al llegar a este paso.
a) Aumentar paulatinamente la excitación de c.c. hasta una intensidad de 0.1 Ac.c.
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b) Mida y anote en la tabla 19-1 las tres tensiones generadas.
c) Repita b) para cada una de las corrientes continuas indicadas en la tabla 19-1
d) Reduzca la tensión a cero y desconecte la fuente de alimentación
e) Calcule y anote en la tabla latensión promedio de salida del alternador, para cada corriente continua indicada.

I1
A c.c
V1
volts
V1
volts
V1
volts
V.C.A
PROMEDIO
0
8
8
8
8
0.1
55
50
50
51.6
0.2
102
98
98
99.333
0.3
140
130
130
133.333
0.4
172
160
160
164
0.5
200
182
182
188
0.6
218
200
200
206
0.7
230
210
210
216.67
0.8
240
220
220
226.67

5.- Conecte la fuente de alimentación y ajuste la excitación de c.c hasta que V1, V2 y V3 midan 220Vc.a.
a) Desconecte la fuente de alimentación.
conecte el circuito que ilustra la figura 19-2, con el interruptor de sincronización, vera que el interruptor esta conectado de tal manera que al cerrarlo quedan en corto circuito los devanados del alternador.


a) Abra el circuito de sincronización.

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b) Conecte la fuente de alimentación y ajuste la excitación de c.c. hasta que V1= 220 Vc.a. El sistema debe de estar funcionando y las tres lamparas prendidas.
c) mida y anote la intensidad de corriente de excitación de c.c.
I1= 0.575 Ac.c.
d) Cierre el interruptor de sincronización para poner en corto el circuito del alternador. Observe el comportamiento de la intensidad de corriente. ¿Hasta qué valor maximo (aproximadamente) aumento la corriente I2 ________________

e) ¿Cual es el valor final del estado permanente de I2 e I1?
I1=________Ac.c.I2=___________Ac.c.

f) reduzca la tensión a cero y desconecte la fuente de alimentación.

Prueba

1 En la grafica de la figura 19-3, maneje los valores promedio de tensión en función de las tenciones y los valores de intensidad de c.c. tomados en la tabla 19-1.
a) Trace una curva continua que pase por los puntos marcados.
b) ¿En donde se encuentra el codo de la curva de saturación? ______________Vc.a.
c) ¿Hasta qué valor forma una línea mas o menos recta la curva de tensión?____________






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Grafica 19-3

d) Explique por qué la tensión aumenta con menor rapidez cuando se incrementa la intensidad de corriente de c.c.R: debido a que el material comienza a saturarse, se calienta y se daña el material.
De algunas razones de por que no debe de operarse un alternador cerca del codo de su curva de saturación.
R: Por que cuando el material empieza a saturarse tiende a calentarse y generando daños en el equipo.
Un alternador tiene menos probabilidades de quemarse cuando esta en corto circuito permanente que un generador en derivación de c.c. con excitación independiente. Explique esto.
Un generador tipo PM puede considerarse con excitación independiente y con flujo magnético constante. La corriente del campo (excitación) en un generador con excitación independiente la suministra una fuente externa independiente.